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闪点

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闪点低于室温的鸡尾酒在燃烧

当给定点火源时,挥发性物质的闪点是该物质蒸汽被点燃的最低温度。

闪点有时会与自燃温度混淆,自燃温度是导致发生自然燃烧的温度。燃点是在移除点火源后,物质蒸汽保持燃烧的最低温度。燃点高于闪点,因为在闪点时,可能不会迅速产生足够多的蒸汽来维持燃烧。[1] 闪点和燃点都不直接取决于点火源温度,但是点火源温度远远高于闪点或燃点。

1 燃料编辑

闪点是一种描述性特征,用于区分易燃燃料(如汽油)和可燃燃料(如柴油)。

闪点还用于描述燃料的火灾危险性。闪点低于37.8℃ (100.0℉)的燃料被称为易燃燃料,而闪点高于该温度的燃料被称为可燃燃料。[2]

2 机理编辑

所有液体都有特定的蒸汽压,蒸汽压是液体温度的函数,符合玻义耳定律(Boyle's Law)。随着温度的升高,蒸汽压也随之升高。随着蒸汽压的升高,空气中易燃或可燃液体的蒸汽浓度也会增加。因此,温度决定了空气中可燃液体的蒸汽浓度。一定浓度的易燃或可燃蒸汽对于维持空气中的燃烧是必要的,该蒸汽浓度是其可燃下限;针对各种易燃或可燃液体来说,其可燃下限的浓度都是不同的。闪点是使用点火源时有足够的可燃蒸汽来引燃的最低温度。[3]

3 测量编辑

闪点测量有两种基本类型:开口(open cup)和闭口( closed cup)。[4] 在开口测试仪中,样品被装在一个被加热的开口杯中,火源火焰会周期性的通过液体表面。所测闪点实际上会随着液体表面上方的火焰高度而变化,在足够高度时,所测闪点温度将与燃点一致。最著名的例子是克利夫兰(Cleveland)开口杯(COC)。[5]

有两种类型的闭口测试仪:非平衡型,如宾斯基-马丁(Pensky-Martens)闪点测定仪,其中液体上方的蒸汽与液体温度不完全一样;平衡的型,如快速平衡(小型 Small Scale)(通常称为塞塔佛拉希(Setaflash))闪点测定仪,其中蒸汽被认为与液体温度相同。在这两种类型中,杯子都用盖子密封,通过盖子可以引入点火源。闭口测试仪通常给出比开口测试仪更低的闪点值(通常低5–10 °C 或9–18 °F ),更接近蒸汽压力达到可燃下限的温度。

闪点是经验测量值,而不是基本物理参数。测量值将随着设备和测试方案的变化而变化,包括升温速率(在自动测试仪中)、样品达到平衡的时间、样品体积以及样品是否被搅拌。

许多标准规定了测定液体闪点的方法。例如在ASTM D93,IP34,ISO 2719,DIN 51758,JIS K2265和AFNOR M07-019中详细介绍了宾斯基-马丁闭口法的试验。ASTM D3828和D3278, EN ISO 3679和3680,IP 523和524中则详细说明了用快速平衡闭口法测定闪点。

CEN/TR 15138闪点测试指南和ISO TR 29662闪点测试指南涵盖了闪点测试的关键方面。

4 实例编辑

燃料 闪点 自然温度
乙醇 (70%) 16.6℃   (61.9℉)[6] 363℃   (685℉)[6]
汽油 43℃    (45℉)[7] 280℃   (536℉)[8]
柴油 (2-D) > 52℃    (126℉)[7] 210℃   (410℉)[8]
航空燃油 (A/A-1) > 38℃    (100℉) 210℃   (410℉)
煤油 >38–72℃ 100–162℉) 220℃   (428℉)
植物油(菜籽油) 327℃    (621℉) 424℃   (795℉)[9]
生物柴油 >130℃   (266℉)

汽油是火花点火发动机中使用的燃料。燃料在其可燃极限内与空气混合,通过压缩加热,并在闪点以上遵循波义耳定律,然后被火花塞点燃。为了被点燃,燃料必须具有低闪点,但是为了避免由热燃烧室中的余热引起的提前点火,燃料必须具有高自燃温度。

柴油闪点的变化范围在 52—96℃(126—205℉)之间。柴油适用于压燃式发动机。空气被压缩加热到高于燃料的自燃温度,然后燃料再以高压喷雾的形式喷射到其中,使燃料-空气混合物保持在可燃极限内。在柴油发动机中,没有点火源(例如汽油发动机中的火花塞)。因此,柴油必须具有高闪点和低自燃温度。

航空燃油的闪点也随燃料成分的变化而变化。航空燃油Jet A和Jet A-1的闪点都在38—66℃(100—151℉)之间 ,接近成品煤油。而Jet B和JP-4的闪点都在-23—-1℃(-9—30℉)之间 。

5 标准化编辑

带灭火装置的自动宾斯基-马丁闭口闪点测定仪

1938年由南希尔兹( South Shields)的 T.L. Ainsley公司出版的题为“石油的海上运输(Sea Transport of Petroleum)”一书中描述和定义了物质闪点测量的标准试验方法,其作者是Capt. P. Jansen。该测试方法定义了进行测量所需的设备、关键测试参数、操作人员或自动化设备需遵循的步骤以及测试方法的精度。标准测试方法由许多国家和国际委员会和机构来编写和控制。这三个主要机构是欧洲标准化委员会 (CEN)/国际标准化组织(ISO)的闪点联合工作组(JWG-FP)、美国材料与试验协会(ASTM)的D02.228技术分委员会的可燃性部分和Energy Institute下属矿物、金属和材料协会(TMS)的 SC-B-4可燃性小组。

参考文献

  • [1]

    ^Sea Transport of Petroleum, Jansen and Hayes, Ainsley, South Shields 1938.

  • [2]

    ^NFPA 30: Flammable and Combustible Liquids Code, 2012 Edition Nfpa.org, Retrieved January 4, 2014..

  • [3]

    ^Arunachaleshwara PR; Rajesh Kanna; Sreeraj G Nair; Cifin Francis; Nishanth Bhakthan; Alvin Kuruvila (February 2017). "Effect of Free Water and Rust on Flash Point of Diesel" (PDF). International Journal of Engineering and Science. 7: 21–24..

  • [4]

    ^Jansen and Hyams.pp62.

  • [5]

    ^"Standard Test Method for Flash and Fire Points by Cleveland Open Cup Tester", ASTM.org.

  • [6]

    ^"Ethanol MSDS" (PDF). Nafaa.org. Retrieved January 4, 2014..

  • [7]

    ^"Flash Point — Fuels". Engineeringtoolbox.com. Retrieved January 4, 2014..

  • [8]

    ^"Fuels and Chemicals — Autoignition Temperatures". Engineeringtoolbox.com. Retrieved January 4, 2014..

  • [9]

    ^Buda-Ortins, Krystyna. "Auto-Ignition of Cooking Oils" (PDF). Drum.lib.umd.edu..

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